《高考物理一輪復(fù)習(xí) 2.1光的折射 全反射課件 滬科版選修3-4.ppt》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《高考物理一輪復(fù)習(xí) 2.1光的折射 全反射課件 滬科版選修3-4.ppt（81頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第二章光第1講光的折射全反射 知識(shí)點(diǎn)1光的折射定律 折射率 思維激活1 多選 如圖所示 光在真空和介質(zhì)的界面MN上發(fā)生偏折 那么下列說(shuō)法正確的是 A 光是從真空射向介質(zhì)B 介質(zhì)的折射率為1 73C 光在介質(zhì)中的傳播速度為1 73 108m sD 反射光線(xiàn)與折射光線(xiàn)成60 角 解析 選B C 因?yàn)檎凵浣谴笥谌肷浣?所以光是從介質(zhì)射向真空中 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 根據(jù)折射率公式n 所以n 1 73 選項(xiàng)B正確 再由折射率n 代入數(shù)據(jù)得v 1 73 108m s 選項(xiàng)C正確 反射光線(xiàn)與折射光線(xiàn)成90 角 選項(xiàng)D錯(cuò)誤 知識(shí)梳理 1 折射現(xiàn)象 光從一種介質(zhì)斜射進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)傳播方向 的現(xiàn)象 改變 2 折射定律 1 內(nèi)容 折射光線(xiàn)與入射光線(xiàn) 法線(xiàn)處在 內(nèi) 折射光線(xiàn)與入射光線(xiàn)分別位于法線(xiàn)的 入射角的正弦與折射角的正弦成正比 2 表達(dá)式 n12 式中n12是比例常數(shù) 3 在光的折射現(xiàn)象中 光路是 的 同一平面 兩側(cè) 可逆 3 折射率 1 定義 光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí) 的正弦與 的正弦的比值 2 定義式 n 不能說(shuō)n與 成正比 與 成反比 折射率由介質(zhì)本身的光學(xué)性質(zhì)和光的頻率決定 3 物理意義 折射率僅反映介質(zhì)的光學(xué)特性 折射率大 說(shuō)明光從真空射入到該介質(zhì)時(shí) 反之偏折小 4 計(jì)算公式 n 因v c 故任何介質(zhì)的折射率總 選填 大于 或 小于 1 入射角 折射角 sin 1 sin 2 偏折大 大于 知識(shí)點(diǎn)2全反射 光導(dǎo)纖維 思維激活2 多選 如圖所示 ABCD是兩面平行的透明玻璃磚 AB面和CD面平行 它們分別是玻璃和空氣的界面 設(shè)為界面 和界面 光線(xiàn)從界面 射入玻璃磚 再?gòu)慕缑?射出 回到空氣中 如果改變光到達(dá)界面 時(shí)的入射角 則 A 只要入射角足夠大 光線(xiàn)在界面 上可能發(fā)生全反射現(xiàn)象B 只要入射角足夠大 光線(xiàn)在界面 上可能發(fā)生全反射現(xiàn)象C 不管入射角多大 光線(xiàn)在界面 上都不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象D 不管入射角多大 光線(xiàn)在界面 上都不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象 解析 選C D 在界面 上 光由空氣中進(jìn)入玻璃磚 是由光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì) 不管入射角多大 都不發(fā)生全反射現(xiàn)象 則選項(xiàng)C正確 在界面 上 光由玻璃磚進(jìn)入空氣 是由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì) 但是 由于界面 和界面 平行 光由界面 進(jìn)入玻璃磚后再到達(dá)界面 在界面 上的入射角等于在界面 上的折射角 因此入射角總是小于臨界角 所以也不會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象 故選項(xiàng)D正確 知識(shí)梳理 1 全反射 1 條件 光從光密介質(zhì)射入 入射角 臨界角 2 現(xiàn)象 折射光完全消失 只剩下 3 臨界角 折射角等于90 時(shí)的入射角 用C表示 sinC 光疏介質(zhì) 大于或等于 反射光 2 光導(dǎo)纖維 原理 利用 光的全反射 微點(diǎn)撥1 應(yīng)用折射定律的三點(diǎn)注意 1 入射角 反射角和折射角是相對(duì)應(yīng)的光線(xiàn)與法線(xiàn)的夾角 2 應(yīng)用公式n 時(shí) 一定要明確哪個(gè)角在分子上 哪個(gè)角在分母上 3 光發(fā)生折射時(shí) 折射角不一定小于入射角 2 全反射現(xiàn)象中的三點(diǎn)提醒 1 當(dāng)發(fā)生全反射時(shí) 仍遵循光的反射定律及光路的可逆性 2 介質(zhì)的折射率越大 臨界角越小 越容易發(fā)生全反射 3 當(dāng)入射角達(dá)到臨界角時(shí) 折射光線(xiàn)的強(qiáng)度減弱到零 反射光的能量等于入射光的能量 考點(diǎn)1折射定律及折射率的應(yīng)用1 對(duì)折射率的理解 1 公式n 中 不論是光從真空射入介質(zhì) 還是從介質(zhì)射入真空 1總是真空中的光線(xiàn)與法線(xiàn)間的夾角 2總是介質(zhì)中的光線(xiàn)與法線(xiàn)間的夾角 2 折射率由介質(zhì)本身性質(zhì)決定 與入射角的大小無(wú)關(guān) 3 折射率與介質(zhì)的密度沒(méi)有關(guān)系 光密介質(zhì)不是指密度大的介質(zhì) 光疏介質(zhì)不是指密度小的介質(zhì) 拓展延伸 4 折射率的大小不僅與介質(zhì)本身有關(guān) 還與光的頻率有關(guān) 同一種介質(zhì)中 頻率越大的色光折射率越大 傳播速度越小 5 同一種色光 在不同介質(zhì)中雖然波速 波長(zhǎng)不同 但頻率相同 6 折射率大小不僅反映了介質(zhì)對(duì)光的折射本領(lǐng) 也反映了光在介質(zhì)中傳播速度的大小v 2 平行玻璃磚 三棱鏡和圓柱體 球 對(duì)光路的控制 題組通關(guān)方案 典題1 2011 新課標(biāo)全國(guó)卷 一半圓柱形透明物體橫截面如圖所示 底面AOB鍍銀 圖中粗線(xiàn) O表示半圓截面的圓心 一束光線(xiàn)在橫截面內(nèi)從M點(diǎn)入射 經(jīng)過(guò)AB面反射后從N點(diǎn)射出 已知光線(xiàn)在M點(diǎn)的入射角為30 MOA 60 NOB 30 求 1 光線(xiàn)在M點(diǎn)的折射角 2 透明物體的折射率 典題解析 1 如圖 透明物體內(nèi)部的光路為折線(xiàn)MPN Q M點(diǎn)相對(duì)于底面EF對(duì)稱(chēng) Q P N三點(diǎn)共線(xiàn) 設(shè)在M點(diǎn)處 光的入射角為i 折射角為r OMQ PNF 根據(jù)題意有 30 由幾何關(guān)系得 PNO PQO r 于是 r 60 r 由 式得r 15 2 根據(jù)折射率公式有 答案 1 15 2 典題2 2014 寶雞模擬 如圖所示 半徑為R的半圓柱形玻璃磚某一截面的圓心為O點(diǎn) 有兩條光線(xiàn)垂直于水平柱面射入玻璃磚中 其中一條光線(xiàn)通過(guò)圓心O 另一條光線(xiàn)通過(guò)A點(diǎn) 且OA 這兩條光線(xiàn)射出玻璃磚后相交于一點(diǎn) 該點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為R 求玻璃磚的折射率 典題解析 作出光路圖 OBD為法線(xiàn) 則sin ABO ABO 30 設(shè)兩條出射光線(xiàn)交點(diǎn)為S 根據(jù)幾何關(guān)系有OC Rcos30 所以 CS OS OC BSC 30 SBD 60 由折射定律 答案 加固訓(xùn)練 1 一半徑為R的球體放置在水平桌面上 球體由折射率為的透明材料制成 現(xiàn)有一束位于過(guò)球心O的豎直平面內(nèi)的光線(xiàn) 平行桌面射到球體表面上 折射入球體后再?gòu)呢Q直表面射出 如圖所示 已知入射光線(xiàn)與桌面的距離為 求出射角 解析 設(shè)入射光線(xiàn)與球體的交點(diǎn)為C 連接OC OC即為入射點(diǎn)的法線(xiàn) 因此 圖中的角 1為入射角 過(guò)C點(diǎn)作球體水平表面的垂線(xiàn) 垂足為B 依題意 COB 1 又由 OBC知sin 1 設(shè)光線(xiàn)在C點(diǎn)的折射角為 2 由折射定律得 由 式得 2 30 由幾何關(guān)系知 光線(xiàn)在球體的豎直表面上的入射角 3為30 由折射定律得因此sin 解得 60 答案 60 2 2014 烏魯木齊模擬 如圖所示 三棱鏡截面為等腰三角形 兩底角均為30 高為h 兩束頻率相同的單色光垂直于底邊射到該棱鏡上 經(jīng)AC BC一次折射后兩束出射光線(xiàn)交于一點(diǎn) 出射光線(xiàn)間夾角為30 若兩束入射光之間的距離是三角形底邊的一半 求 1 三棱鏡的折射率 2 兩束光在三棱鏡中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之和 不考慮反射 解析 1 作出光路圖如圖所示 兩束光從棱鏡射出后 出射光線(xiàn)相對(duì)入射光線(xiàn)均偏折15 故折射角r 45 由光路圖可知入射角i 30 由n 解得n 2 單色光在棱鏡中的傳播速度v 由幾何關(guān)系可得兩束光在棱鏡中傳播的距離之和h1 h2 AA tan30 BB tan30 AA BB tan30 傳播時(shí)間t 解得t 答案 1 2 2 學(xué)科素養(yǎng)升華 應(yīng)用光的折射定律解題的一般思路 1 根據(jù)入射角 折射角及反射角之間的關(guān)系 作出比較完整的光路圖 2 充分利用光路圖中的幾何關(guān)系 確定各角之間的聯(lián)系 根據(jù)折射定律求解相關(guān)的物理量 折射角 折射率等 3 注意在折射現(xiàn)象中 光路是可逆的 考點(diǎn)2光的折射 全反射的綜合應(yīng)用1 求解光的折射 全反射問(wèn)題的四點(diǎn)提醒 1 光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對(duì)而言的 同一種介質(zhì) 相對(duì)于其他不同的介質(zhì) 可能是光密介質(zhì) 也可能是光疏介質(zhì) 2 如果光線(xiàn)從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì) 則無(wú)論入射角多大 都不會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象 3 在光的反射和全反射現(xiàn)象中 均遵循光的反射定律 光路均是可逆的 4 當(dāng)光射到兩種介質(zhì)的界面上時(shí) 往往同時(shí)發(fā)生光的折射和反射現(xiàn)象 但在全反射現(xiàn)象中 只發(fā)生反射 不發(fā)生折射 拓展延伸 2 求解全反射現(xiàn)象中光的傳播時(shí)間的一般思路 1 全反射現(xiàn)象中 光在同種均勻介質(zhì)中的傳播速度不發(fā)生變化 即v 2 全反射現(xiàn)象中 光的傳播路程應(yīng)結(jié)合光路圖與幾何關(guān)系進(jìn)行確定 3 利用t 求解光的傳播時(shí)間 3 解決全反射問(wèn)題的一般方法 1 確定光是從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì) 2 應(yīng)用sinC 確定臨界角 3 根據(jù)題設(shè)條件 判定光在傳播時(shí)是否發(fā)生全反射 4 如發(fā)生全反射 畫(huà)出入射角等于臨界角時(shí)的臨界光路圖 5 運(yùn)用幾何關(guān)系或三角函數(shù)關(guān)系以及反射定律等進(jìn)行分析 判斷 運(yùn)算 解決問(wèn)題 題組通關(guān)方案 典題3 2013 新課標(biāo)全國(guó)卷 圖示為一光導(dǎo)纖維 可簡(jiǎn)化為一長(zhǎng)玻璃絲 的示意圖 玻璃絲長(zhǎng)為L(zhǎng) 折射率為n AB代表端面 已知光在真空中的傳播速度為c 1 為使光線(xiàn)能從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣?求光線(xiàn)在端面AB上的入射角應(yīng)滿(mǎn)足的條件 2 求光線(xiàn)從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣嫠璧淖铋L(zhǎng)時(shí)間 典題解析 1 設(shè)光線(xiàn)在端面AB上C點(diǎn)的入射角為i 折射角為r 由折射定律有sini nsinr 設(shè)光線(xiàn)射向玻璃絲內(nèi)壁D點(diǎn)的入射角為 為了使該光線(xiàn)可在光導(dǎo)纖維中傳播 應(yīng)有 式子中 是光線(xiàn)在玻璃絲內(nèi)發(fā)生全反射時(shí)的臨界角 它滿(mǎn)足nsin 1 由幾何關(guān)系得 r 90 由 式得sini 2 光在玻璃絲中傳播速度的大小為v 光速在玻璃絲軸線(xiàn)方向的分量為vz vsin 光線(xiàn)從玻璃絲端面AB傳播到其另一個(gè)端面所需時(shí)間為T(mén) 光線(xiàn)在玻璃絲中傳播 在剛好發(fā)生全反射時(shí) 光線(xiàn)從端面AB傳播到其另一端面所需時(shí)間最長(zhǎng) 由 式得答案 1 入射角應(yīng)滿(mǎn)足sini 2 典題4 2013 新課標(biāo)全國(guó)卷 如圖 三棱鏡的橫截面為直角三角形ABC A 30 B 60 一束平行于AC邊的光線(xiàn)自AB邊的P點(diǎn)射入三棱鏡 在AC邊發(fā)生反射后從BC邊的M點(diǎn)射出 若光線(xiàn)在P點(diǎn)的入射角和在M點(diǎn)的折射角相等 1 求三棱鏡的折射率 2 在三棱鏡的AC邊是否有光線(xiàn)透出 寫(xiě)出分析過(guò)程 不考慮多次反射 典題解析 1 光路如圖所示 設(shè)光線(xiàn)在P點(diǎn)的入射角為i 折射角為r 因光線(xiàn)平行AC射入 所以i 60 由折射定律得 對(duì)于P處折射有sini nsinr 對(duì)于M處折射有nsinr sini 所以r r 又OO AC MNC r ANP MNC r 根據(jù)三角形的外角等于不相鄰的兩內(nèi)角之和 得r 30 所以n 2 發(fā)生全反射的臨界角C滿(mǎn)足sinC 由圖可知 在N處反射的入射角i 60 即sini 所以入射角i C 符合發(fā)生全反射的條件 在AC邊沒(méi)有光線(xiàn)透出 答案 1 2 見(jiàn)典題解析 加固訓(xùn)練 1 2012 海南高考 一玻璃三棱鏡 其橫截面為等腰三角形 頂角 為銳角 折射率為 現(xiàn)在橫截面內(nèi)有一光線(xiàn)從其左側(cè)面上半部射入棱鏡 不考慮棱鏡內(nèi)部的反射 若保持入射線(xiàn)在過(guò)入射點(diǎn)的法線(xiàn)的下方一側(cè) 如圖 且要求入射角為任何值的光線(xiàn)都會(huì)從棱鏡的右側(cè)面射出 則頂角 可在什么范圍內(nèi)取值 解析 設(shè)入射光線(xiàn)經(jīng)玻璃折射時(shí) 入射角為i 折射角為r 射至棱鏡右側(cè)面的入射角為 根據(jù)折射定律有sini nsinr 由幾何關(guān)系得 r 當(dāng)i 0時(shí) 由 式知r 0 有最大值 m 如圖 由 式得 m 同時(shí) m應(yīng)小于玻璃對(duì)空氣的全反射臨界角 即sin m 由 式和題給條件可得 棱鏡頂角 的取值范圍為0 45 答案 0 45 2 2011 山東高考 如圖所示 扇形AOB為透明柱狀介質(zhì)的橫截面 圓心角 AOB 60 一束平行于角平分線(xiàn)OM的單色光由OA射入介質(zhì) 經(jīng)OA折射的光線(xiàn)恰平行于OB 1 求介質(zhì)的折射率 2 折射光線(xiàn)中恰好射到M點(diǎn)的光線(xiàn) 選填 能 或 不能 發(fā)生全反射 解析 1 由題意畫(huà)出光路圖如圖所示 可得入射角 1 60 折射角 2 30 由折射定律可得此介質(zhì)的折射率為 2 由題意畫(huà)出恰好經(jīng)過(guò)M點(diǎn)的折射光線(xiàn)如圖所示 可得出此時(shí)射向M點(diǎn)的入射角為180 30 90 30 30 全反射的臨界角故不能發(fā)生全反射 答案 1 2 不能 學(xué)科素養(yǎng)升華 解答全反射類(lèi)問(wèn)題的技巧 1 解答全反射類(lèi)問(wèn)題時(shí) 要抓住發(fā)生全反射的兩個(gè)條件 光必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì) 入射角大于或等于臨界角 2 利用好光路圖中的臨界光線(xiàn) 準(zhǔn)確地判斷出恰好發(fā)生全反射的光路圖是解題的關(guān)鍵 且在作光路圖時(shí)盡量與實(shí)際相符 考點(diǎn)3光的色散1 光的色散 1 現(xiàn)象 一束白光通過(guò)三棱鏡后在屏上會(huì)形成彩色光帶 深化理解 2 成因 棱鏡材料對(duì)不同色光的折射率不同 對(duì)紅光的折射率最小 紅光通過(guò)棱鏡后的偏折程度最小 對(duì)紫光的折射率最大 紫光通過(guò)棱鏡后的偏折程度最大 從而產(chǎn)生色散現(xiàn)象 2 各種色光的比較 題組通關(guān)方案 典題5 2013 海南高考 如圖 三棱鏡的橫截面為直角三角形ABC A 30 AC平行于光屏MN 與光屏的距離為L(zhǎng) 棱鏡對(duì)紅光的折射率為n1 對(duì)紫光的折射率為n2 一束很細(xì)的白光由棱鏡的側(cè)面AB垂直射入 直接到達(dá)AC面并射出 畫(huà)出光路示意圖 并標(biāo)出紅光和紫光射在光屏上的位置 求紅光和紫光在光屏上的位置之間的距離 典題解析 光路如圖所示 紅光和紫光在AC面上的入射角相同 設(shè)為i 折射角分別為r1和r2 它們射到屏上的位置離O點(diǎn)的距離分別為d1和d2 由折射定律得 n1sini sinr1 n2sini sinr2 由幾何關(guān)系得i A d1 Ltanr1 d2 Ltanr2 聯(lián)立以上各式并利用題給條件得 紅光和紫光在光屏上的位置之間的距離為答案 見(jiàn)典題解析 典題6 多選 2013 天津高考 固定的半圓形玻璃磚的橫截面如圖 O點(diǎn)為圓心 OO 為直徑MN的垂線(xiàn) 足夠大的光屏PQ緊靠玻璃磚右側(cè)且垂直于MN 由A B兩種單色光組成的一束光沿半徑方向射向O點(diǎn) 入射光線(xiàn)與OO 夾角 較小時(shí) 光屏NQ區(qū)域出現(xiàn)兩個(gè)光斑 逐漸增大 角 當(dāng) 時(shí) 光屏NQ區(qū)域A光的光斑消失 繼續(xù)增大 角 當(dāng) 時(shí) 光屏NQ區(qū)域B光的光斑消失 則 A 玻璃磚對(duì)A光的折射率比對(duì)B光的大B A光在玻璃磚中傳播速度比B光的大C 時(shí) 光屏上只有1個(gè)光斑D 時(shí) 光屏上只有1個(gè)光斑 典題解析 選A D 由題可知A光在玻璃磚中的臨界角為 玻璃磚對(duì)A光的折射率為nA B光在玻璃磚中的臨界角為 玻璃磚對(duì)B光的折射率為nB 由于 nB A正確 由波速公式v 可判斷vA vB B錯(cuò)誤 當(dāng) 時(shí) A光發(fā)生全反射 B光沒(méi)有發(fā)生全反射 光屏上有兩個(gè)光斑 當(dāng) 時(shí) A光和B光都發(fā)生全反射 光屏PN區(qū)域只有一個(gè)光斑 C錯(cuò) D對(duì) 加固訓(xùn)練 1 2011 安徽高考 實(shí)驗(yàn)表明 可見(jiàn)光通過(guò)三棱鏡時(shí)各色光的折射率n隨著波長(zhǎng) 的變化符合科西經(jīng)驗(yàn)公式 其中A B C是正的常量 太陽(yáng)光進(jìn)入三棱鏡后發(fā)生色散的情形如圖所示 則 A 屏上c處是紫光B 屏上d處是紅光C 屏上b處是紫光D 屏上a處是紅光 解析 選D 太陽(yáng)光中紅光波長(zhǎng)最長(zhǎng) 紫光波長(zhǎng)最短 則紫光折射率最大 紅光折射率最小 所以紫光偏折程度最大 對(duì)應(yīng)屏上d處 紅光偏折程度最小 對(duì)應(yīng)屏上a處 2 2011 福建高考 如圖 半圓形玻璃磚置于光屏PQ的左下方 一束白光沿半徑方向從A點(diǎn)射入玻璃磚 在O點(diǎn)發(fā)生反射和折射 折射光在光屏上呈現(xiàn)七色光帶 若入射點(diǎn)由A向B緩慢移動(dòng) 并保持白光沿半徑方向入射到O點(diǎn) 觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失 在光帶未完全消失之前 反射光的強(qiáng)度變化以及光屏上最先消失的光分別是 A 減弱 紫光B 減弱 紅光C 增強(qiáng) 紫光D 增強(qiáng) 紅光 解析 選C 由于入射點(diǎn)由A向B緩慢移動(dòng) 入射角增大 部分色光發(fā)生全反射 因此反射光增強(qiáng) 折射光減弱 A B錯(cuò) 紫光折射率大 臨界角小 因此在光屏上最先消失的是紫光 C對(duì) D錯(cuò) 學(xué)科素養(yǎng)升華 光的色散問(wèn)題的求解技巧弄清楚光的顏色由光的頻率決定 同一種介質(zhì)對(duì)不同色光的折射率不同 組成白光的各種單色光中 紅光頻率最小 紫光頻率最大 在不同介質(zhì)中 光的頻率不變 畫(huà)出光路圖 結(jié)合折射定律進(jìn)行分析 考點(diǎn)4測(cè)定玻璃的折射率1 實(shí)驗(yàn)原理 用插針?lè)ㄕ页雠c入射光線(xiàn)AO對(duì)應(yīng)的出射光線(xiàn)O B 確定出O 點(diǎn) 畫(huà)出折射光線(xiàn)OO 然后測(cè)量出角 1和 2 代入公式計(jì)算玻璃的折射率 2 實(shí)驗(yàn)器材 白紙 圖釘 大頭針 直尺 鉛筆 量角器 平木板 長(zhǎng)方形玻璃磚 解題技巧 3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程 1 鋪白紙 畫(huà)線(xiàn) 如圖所示 將白紙用圖釘按在平木板上 先在白紙上畫(huà)出一條直線(xiàn)aa 作為界面 過(guò)aa 上的一點(diǎn)O畫(huà)出界面的法線(xiàn)MN 并畫(huà)一條線(xiàn)段AO作為入射光線(xiàn) 把玻璃磚平放在白紙上 使它的長(zhǎng)邊跟aa 對(duì)齊 畫(huà)出玻璃磚的另一條長(zhǎng)邊bb 2 插針與測(cè)量 在線(xiàn)段AO上豎直地插上兩枚大頭針P1 P2 透過(guò)玻璃磚觀察大頭針P1 P2的像 調(diào)整視線(xiàn)的方向 直到P1的像被P2擋住 再在觀察的這一側(cè)依次插兩枚大頭針P3 P4 使P3擋住P1 P2的像 P4擋住P1 P2的像及P3 記下P3 P4的位置 移去玻璃磚 連接P3 P4并延長(zhǎng)交bb 于O 連接OO 即為折射光線(xiàn) 入射角 1 AOM 折射角 2 O ON 用量角器測(cè)出入射角和折射角 查出它們的正弦值 將數(shù)據(jù)填入表格中 改變?nèi)肷浣?1 重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟 列表記錄相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù) 4 數(shù)據(jù)處理 計(jì)算每次的折射率n 求出平均值 5 注意事項(xiàng) 1 玻璃磚應(yīng)選用厚度 寬度較大的 2 大頭針要插得豎直 且間隔要大些 3 入射角不宜過(guò)大或過(guò)小 一般在15 75 之間 4 玻璃磚的折射面要畫(huà)準(zhǔn) 不能用玻璃磚界面代替直尺畫(huà)界線(xiàn) 5 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中 玻璃磚和白紙的相對(duì)位置不能改變 題組通關(guān)方案 典題7 2014 衡水模擬 如圖所示的裝置可以測(cè)量棱鏡的折射率 ABC表示待測(cè)直角棱鏡的橫截面 棱鏡的頂角為 緊貼直角邊AC的是一塊平面鏡 一光線(xiàn)SO射到棱鏡的AB面上 適當(dāng)調(diào)整SO的方向 當(dāng)SO與AB成 角時(shí) 從AB面射出的光線(xiàn)與SO重合 則棱鏡的折射率n為多少 典題解析 畫(huà)出光路圖 入射角i 90 折射角 由折射定律得n 答案 典題8 2012 江蘇高考 測(cè)定玻璃的折射率 實(shí)驗(yàn)中 在玻璃磚的一側(cè)豎直插兩個(gè)大頭針A B 在另一側(cè)再豎直插兩個(gè)大頭針C D 在插入第四個(gè)大頭針D時(shí) 要使它 如圖是在白紙上留下的實(shí)驗(yàn)痕跡 其中直線(xiàn)a a 是描在紙上的玻璃磚的兩個(gè)邊 根據(jù)該圖可算得玻璃的折射率n 計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 典題解析 插第四個(gè)大頭針D時(shí) 應(yīng)使它擋住C及A B的像 連接A B并延長(zhǎng)交直線(xiàn)a于一點(diǎn)O 連接C D并延長(zhǎng)交直線(xiàn)a 于一點(diǎn)O 連接O O 以O(shè)為圓心 作輔助圓交AB于E 交OO 于G 分別過(guò)E G作法線(xiàn)的垂線(xiàn) 垂足為F H 用刻度尺量出EF GH的長(zhǎng)度 則折射率n 1 8 答案 擋住C及A B的像1 8 1 6 1 9都算對(duì) 加固訓(xùn)練 1 如圖所示 用三棱鏡做測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn) 先在白紙上放好三棱鏡 在棱鏡的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2 然后在棱鏡的另一側(cè)觀察 調(diào)整視線(xiàn)使P1的像被P2的像擋住 接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3 P4 使P3擋住P1 P2的像 P4擋住P3和P1 P2的像 在紙上標(biāo)出的大頭針位置和三棱鏡輪廓如圖所示 1 在圖上畫(huà)出所需的光路 2 為了測(cè)出棱鏡玻璃的折射率 需要測(cè)量的量是 在圖上標(biāo)出它們 3 計(jì)算折射率的公式是n 解析 1 如圖所示 畫(huà)出通過(guò)P1 P2的入射光線(xiàn) 交AC面于O 畫(huà)出通過(guò)P3 P4的出射光線(xiàn)交AB面于O 連接OO 則光線(xiàn)OO 就是入射光線(xiàn)P1P2在三棱鏡中的折射光線(xiàn) 2 在所畫(huà)的圖上注明入射角 1和折射角 2 并畫(huà)出虛線(xiàn)部分 方法一 用量角器量出 1和 2 方法二 用直尺測(cè)出線(xiàn)段EF OE GH OG的長(zhǎng)度 方法三 以入射點(diǎn)O為圓心 以適當(dāng)長(zhǎng)R為半徑畫(huà)圓 交入射光線(xiàn)于I 交折射光線(xiàn) 或折射光線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn) 于J 過(guò)I J兩點(diǎn)分別向法線(xiàn)NN 作垂線(xiàn)交法線(xiàn)于I J 點(diǎn) 用直尺量出II 和JJ 的長(zhǎng) 3 方法一 方法二 因?yàn)閟in 1 sin 2 方法三 因?yàn)閟in 1 sin 2 則n 答案 見(jiàn)解析 2 某同學(xué)利用 插針?lè)?測(cè)定玻璃的折射率 所用的玻璃磚兩面平行 正確操作后 作出的光路圖及測(cè)出的相關(guān)角度如圖所示 1 此玻璃的折射率計(jì)算式為n 用圖中的 1 2表示 2 如果有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇 為了減小誤差 應(yīng)選用寬度 選填 大 或 小 的玻璃磚來(lái)測(cè)量 解析 1 由折射率公式可得 2 玻璃磚的寬度越大 出射光線(xiàn)的側(cè)移量越大 玻璃磚中折射光線(xiàn)的誤差越小 所以應(yīng)選用寬度大的玻璃磚來(lái)測(cè)量 答案 1 或 2 大 學(xué)科素養(yǎng)升華 求折射率的四種方法 1 計(jì)算法 用量角器測(cè)量入射角 1和折射角 2 算出不同入射角時(shí)的 并取平均值 2 圖像法 改變不同的入射角 1 測(cè)出不同的折射角 2 作sin 1 sin 2圖像 如圖所示 其斜率就是玻璃的折射率 3 輔助線(xiàn)段法 如圖所示 作輔助線(xiàn) 且垂直于 量出作輔助線(xiàn)且垂直于量出即可求出 4 單位圓法 以入射點(diǎn)O為圓心 以適當(dāng)長(zhǎng)度R為半徑畫(huà)圓 交入射光線(xiàn)OA于E點(diǎn) 交折射光線(xiàn)OO 于E 點(diǎn) 過(guò)E作NN 的垂線(xiàn)EH 過(guò)E 作NN 的垂線(xiàn)E H 如圖所示